Giới thiệu dự án

Trong bối cảnh cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0 và chiến lược chuyển đổi số ngành giáo dục, việc hiện đại hóa hạ tầng công nghệ thông tin tại các cơ sở giáo dục phổ thông trở thành yêu cầu cấp thiết. Theo các khảo sát hạ tầng giáo dục, hơn 75% trường học gặp khó khăn trong việc quản trị dữ liệu tập trung, chia sẻ thiết bị ngoại vi và kiểm soát an toàn thông tin do hạ tầng mạng phân mảnh. Đề tài "Khảo sát, thiết kế và xây dựng hệ thống mạng LAN cho trường THPT" (thực hiện bởi sinh viên Bùi Thị Mơ, Khoa Công nghệ Thông tin – Điện tử Viễn thông, Trường Đại học Hòa Bình) tập trung giải quyết bài toán tối ưu hóa hạ tầng kết nối, bảo mật và chia sẻ tài nguyên cho môi trường giáo dục chuyên biệt.

[Internet ISP: Super 200 FPT] 
              │ (PPPoE / MTU 1438)
      [DrayTek Vigor 2926] (Core Gateway Router)
              │ (Trunk Link 802.1Q)
   [Cisco Catalyst 2960 WS-C2960-24TC-S] (Core/Distribution Switch)
   ├── VLAN 10 (phongban)  ──> [Cisco SG95D-08] ──> Khối Văn phòng, Hiệu trưởng, Kế toán
   ├── VLAN 15 (giaovien)   ──> [Switch 16-Port]  ──> Phòng Giáo viên (15 PC, 4 Printer)
   ├── VLAN 20 (phongmay)   ──> [Switch 24-Port]  ──> Phòng Thực hành 1 & 2 (40 PC)
   └── VLAN 22 (wifi)       ──> [UniFi UAP AC LR] ──> Phủ sóng Wi-Fi Thư viện & Hội trường

Vấn đề thực tiễn và điểm nghẽn hạ tầng

Trường Trung học Phổ thông (THPT) với đặc thù vận hành đa phòng ban (Văn phòng, Kế toán, Ban Giám hiệu, Phòng Truyền thông, Phòng Giáo viên, Thư viện và 2 Phòng máy thực hành) trước khi triển khai hệ thống mạng chuẩn hóa đang đối mặt với các thách thức lớn:

  • Xung đột địa chỉ IP và bão Broadcast (Broadcast Storm): Mạng phẳng (Flat Network) không phân đoạn khiến lưu lượng broadcast từ các phòng thực hành tin học (40 máy tính) làm tê liệt băng thông của khối hành chính và phòng giáo viên.
  • Rủi ro an ninh dữ liệu nội bộ: Dữ liệu nhạy cảm như đề thi, bảng điểm, hồ sơ quản lý tài chính - tài sản không được cô lập, tiềm ẩn nguy cơ rò rỉ hoặc bị truy cập trái phép từ máy tính học sinh.
  • Lãng phí tài nguyên phần cứng: Việc trang bị máy in, máy scan riêng lẻ cho từng bàn làm việc gây tốn kém ngân sách; trong khi đó việc chia sẻ qua mạng nội bộ chưa được cấu hình chuẩn hóa và thường xuyên gặp lỗi phân quyền hoặc chặn tường lửa.
  • Đường truyền Internet thiếu ổn định: Router nhà mạng thông thường (SOHO router) không chịu tải nổi đồng thời hơn 70 máy tính cố định và hơn 30 thiết bị không dây (laptop, smartphone).

Mục tiêu của dự án

  1. Khảo sát toàn diện: Đánh giá hiện trạng mặt bằng, nhu cầu người dùng tại 8 khối phòng ban hành chính và 2 phòng thực hành tin học.
  2. Thiết kế kiến trúc mạng phân tầng: Xây dựng sơ đồ mạng logic (Logical Topology) và sơ đồ mạng vật lý (Physical Topology) đạt chuẩn phân đoạn ảo.
  3. Cấu hình thiết bị chuyên dụng: Triển khai Gateway Router DrayTek Vigor 2926, Core Switch Cisco Catalyst 2960 WS-C2960-24TC-S, Switch Access Cisco SG95D-08 và Access Point UniFi UAP AC LR.
  4. Phân chia Virtual Local Area Network (VLAN): Tách biệt 4 phân vùng độc lập (VLAN 10: Ban hành chính, VLAN 15: Giáo viên, VLAN 20: Phòng máy học sinh, VLAN 22: Hạ tầng Wi-Fi).
  5. Chuẩn hóa End-host và dịch vụ chia sẻ: Cài đặt hệ điều hành Windows 10 64-bit, định danh IP tĩnh/động khoa học, cấu hình chia sẻ tệp tin SMB và hệ thống in ấn tập trung qua giao thức CAPT/Network Sharing.

Giải pháp và kết quả kỳ vọng

Giải pháp áp dụng mô hình phân tách logic trên nền tảng thiết bị doanh nghiệp Cisco và DrayTek giúp hệ thống đạt hiệu năng truyền tải 100/1000 Mbps tại mạng nội bộ, tối ưu hóa đường truyền Internet cáp quang FPT Super 200 (băng thông 200 Mbps). Dự án cô lập hoàn toàn lưu lượng dữ liệu giữa học sinh và ban giám hiệu, giảm thiểu 95% hiện tượng nghẽn mạng do broadcast, đồng thời tiết kiệm hơn 60% chi phí đầu tư thiết bị ngoại vi nhờ cơ chế chia sẻ tài nguyên qua mạng LAN.

Phạm vi đề tài tập trung vào việc thiết kế, lắp đặt và cấu hình hạ tầng mạng nội bộ trong khuôn viên trường THPT, tối ưu hóa cho quy mô khoảng 70-100 máy trạm cố định cùng 30-50 thiết bị không dây kết nối đồng thời.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí kỹ thuật Hệ thống mạng Flat truyền thống (Chưa nâng cấp) Giải pháp mạng phân đoạn VLAN (Đề tài đề xuất)
Kiến trúc mạng Mạng phẳng ngang hàng (Peer-to-Peer), dùng chung 1 Broadcast Domain Phân tầng logic bằng 802.1Q VLAN trên Switch Cisco Catalyst 2960
Khả năng chịu tải Gateway Router SOHO cấp thấp, thường treo khi tải trên 30 sessions DrayTek Vigor 2926 chịu tải lên đến 50.000 NAT sessions
An toàn thông tin Tất cả máy trạm đều thấy dữ liệu chia sẻ của nhau Cách ly logic hoàn toàn giữa học sinh, giáo viên và phòng kế toán
Hiệu suất băng thông Thường xuyên nghẽn do gói tin ARP/Broadcast chiếm dụng Lưu lượng broadcast bị giới hạn trong từng VLAN riêng biệt
Quản trị và mở rộng Rất khó khắc phục sự cố, cấu hình IP phân mảnh Quản trị tập trung, quy hoạch dải IP cố định theo từng phòng ban

Hệ thống được xác định theo mô hình phân loại yêu cầu MoSCoW:

  • Must-have: Khởi tạo kết nối WAN PPPoE tốc độ cao (MTU 1438), phân chia 4 VLAN độc lập trên Switch quản lý, cấp phát IP chuẩn hóa cho 8 phòng ban và 2 phòng thực hành, cấu hình chia sẻ máy in Canon và thư mục tài liệu.
  • Should-have: Nâng cấp đồng bộ Windows 10 64-bit cho máy trạm, phủ sóng Wi-Fi chuẩn AC qua UniFi UAP AC LR cho phòng họp và thư viện.
  • Could-have: Thiết lập bộ lọc nội dung Web Filter và QoS giới hạn băng thông cho phòng máy thực hành.
  • Won't-have (Giai đoạn này): Cài đặt cụm máy chủ Domain Controller chạy Active Directory Domain Services (AD DS) để kiểm soát tài khoản tập trung.

Thiết kế hệ thống

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                            DRAYTEK VIGOR 2926 GATEWAY                             |
|                        WAN: PPPoE (FPT Super 200) - MTU 1438                      |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
                                          │ Trunk (VLAN 10, 15, 20, 22)
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                    CISCO CATALYST 2960 SWITCH (WS-C2960-24TC-S)                   |
|  Ports Fa0/2-10 (VLAN 10) | Fa0/11-15 (VLAN 15) | Fa0/16-20 (VLAN 20) | Fa0/21-22 |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
         │                           │                     │               │
         ▼                           ▼                     ▼               ▼
+-----------------+          +-----------------+   +---------------+ +-------------+
| VLAN 10: PHONGBAN|          | VLAN 15: GIAOVIEN|  |VLAN 20:PHONGMAY| |VLAN 22:WIFI |
| IP: 192.168.10.x|          | IP: 192.168.15.x|   |IP:192.168.20.x| |192.168.22.x |
| - Văn phòng (5PC)|         | - 15 PC         |   | - Lab 1 (20PC)| | - Thư viện  |
| - Kế toán (2 PC)|          | - 4 Máy in      |   | - Lab 2 (20PC)| | - Phòng họp |
| - Ban Giám hiệu |          |                 |   |               | |             |
+-----------------+          +-----------------+   +---------------+ +-------------+

Công nghệ và thiết bị phần cứng

  • Router Gateway: DrayTek Vigor 2926 (Dual-WAN, hỗ trợ VLAN tagging, tường lửa SPI, quản lý băng thông).
  • Core/Access Switch: Cisco Catalyst 2960 24-Port 10/100 (WS-C2960-24TC-S) hỗ trợ Cisco IOS, chuẩn VLAN IEEE 802.1Q.
  • Phòng ban Access Switch: Cisco SG95D-08 8-Port Gigabit Desktop Switch & các switch phụ 16/24 port.
  • Hạ tầng không dây: 03 thiết bị UniFi AP AC Long Range (UAP AC LR) chuẩn 802.11ac dual-band.
  • Hệ điều hành máy trạm: Microsoft Windows 10 Pro 64-bit.
  • Chuẩn cáp mạng: Cáp mạng xoắn đôi UTP Cat5e/Cat6 bấm chuẩn T568B, đầu nối RJ45 chống nhiễu.

Bảng quy hoạch VLAN và địa chỉ IP

Tên VLAN VLAN ID Dải IP Subnet Gán cổng trên Switch Catalyst 2960 Thiết bị kết nối
phongban 10 192.168.10.0/24 FastEthernet 0/2 - Fa0/10 Văn phòng (5 PC, 1 in), Kế toán (2 PC, 1 in), BGH (4 PC, 2 in), Truyền thông (4 PC, 1 in)
giaovien 15 192.168.15.0/24 FastEthernet 0/11 - Fa0/15 Phòng Giáo viên (15 PC, 4 máy in chia sẻ)
phongmay 20 192.168.20.0/24 FastEthernet 0/16 - Fa0/20 Phòng Thực hành 1 (20 PC), Phòng Thực hành 2 (20 PC)
wifi 22 192.168.22.0/24 FastEthernet 0/21 - Fa0/22 03 Access Point UniFi UAP AC LR (Phòng họp, Thư viện)
default/mgmt 1 192.168.1.0/24 Fa0/1, Fa0/23, Fa0/24, Gig0/1-2 Cổng Trunking và Quản trị thiết bị mạng

Phương pháp luận triển khai (Methodology)

Dự án áp dụng quy trình triển khai mạng phân kỳ theo mô hình 3 giai đoạn:

  1. Giai đoạn 1 - Khảo sát và Thu thập dữ liệu: Tiếp cận sơ đồ phòng ban trường học, phân tích yêu cầu băng thông cho từng khu vực chức năng, tính toán số lượng nút mạng (Node) và chiều dài dây cáp.
  2. Giai đoạn 2 - Thiết kế và Triển khai kỹ thuật:
    • Thiết kế mức logic (phân chia dải IP, subnet mask, gateway, DNS).
    • Thiết kế mức vật lý (vị trí đặt tủ rack máy chủ, đường đi cáp mạng, chọn thiết bị phần cứng).
    • Cấu hình thiết bị Router DrayTek, Switch Cisco, cài đặt máy trạm Windows 10 và dịch vụ Print/File Sharing.
  3. Giai đoạn 3 - Kiểm thử và Chuyển giao: Thực hiện kiểm tra độ thông suốt mạng (ICMP Ping), đo kiểm thông lượng, phân quyền chia sẻ thư mục và bàn giao tài liệu kỹ thuật.

Triển khai thực tế và kết quả

Quá trình phát triển và cấu hình hệ thống

1. Cấu hình PPPoE trên Router Gateway DrayTek Vigor 2926

Thiết lập đường truyền Internet quang qua gói cước Super 200 FPT:

  • Bước 1: Truy cập Web GUI của thiết bị thông qua địa chỉ mặc định http://192.168.1.1 với quyền admin.
  • Bước 2: Vào menu WAN -> Internet Access -> Tại giao diện WAN1, chọn Access Mode là PPPoE -> Chọn Details Page.
  • Bước 3: Bật chế độ Enable, nhập Username và Password do nhà mạng FPT cung cấp.
  • Bước 4: Thiết lập thông số MTU chuẩn là 1438 (đảm bảo chống phân mảnh gói tin trên hạ tầng PPPoE), nhấn OK và khởi động lại router. Kiểm tra trạng thái tại Online Status -> Physical Connection hiển thị IP WAN màu xanh là thành công.

2. Cấu hình phân chia VLAN trên Switch Cisco Catalyst 2960

Thực thi các lệnh cấu hình trong môi trường Cisco IOS CLI:

Switch> enable
Switch# configure terminal

! Khởi tạo các VLAN nghiệp vụ theo thiết kế
Switch(config)# vlan 10
Switch(config-vlan)# name phongban
Switch(config-vlan)# exit

Switch(config)# vlan 15
Switch(config-vlan)# name giaovien
Switch(config-vlan)# exit

Switch(config)# vlan 20
Switch(config-vlan)# name phongmay
Switch(config-vlan)# exit

Switch(config)# vlan 22
Switch(config-vlan)# name wifi
Switch(config-vlan)# exit

! Gán dải cổng kết nối cho từng VLAN
Switch(config)# interface range FastEthernet 0/2 - 10
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 10
Switch(config-if-range)# exit

Switch(config)# interface range FastEthernet 0/11 - 15
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 15
Switch(config-if-range)# exit

Switch(config)# interface range FastEthernet 0/16 - 20
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 20
Switch(config-if-range)# exit

Switch(config)# interface range FastEthernet 0/21 - 22
Switch(config-if-range)# switchport mode access
Switch(config-if-range)# switchport access vlan 22
Switch(config-if-range)# exit

! Kiểm tra trạng thái các cổng và VLAN
Switch(config)# exit
Switch# show vlan brief

3. Chuẩn hóa máy trạm Windows 10 và Cấu hình IP

  • Định danh máy tính: Truy cập System Properties -> Computer Name -> Thay đổi tên máy theo cấu trúc chuẩn hóa: PB-VP-PC01 (Phòng Ban - Văn Phòng - Máy 01), GV-PC01 (Phòng Giáo Viên - Máy 01), PM1-PC01 (Phòng Máy 1 - Máy 01) không dấu, không khoảng trắng.
  • Cấu hình mạng tĩnh: Mở hộp thoại Run (Win + R), gõ ncpa.cpl -> Chuột phải vào adapter Ethernet -> Properties -> Chọn Internet Protocol Version 4 (TCP/IPv4).
    • Cấu hình IP tĩnh: IP address: 192.168.10.21, Subnet mask: 255.255.255.0, Default gateway: 192.168.10.1.
    • DNS Server: 8.8.8.8 / 8.8.4.4.

4. Cấu hình chia sẻ máy in qua mạng LAN

  • Trên máy tính chủ kết nối máy in USB (Canon CAPT Printer):
    • Cài đặt gói driver Setup.exe theo kiến trúc Windows 10 64-bit.
    • Mở Control Panel -> Network and Sharing Center -> Advanced sharing settings -> Chọn Turn on file and printer sharing và Turn off password protected sharing.
    • Mở Devices and Printers -> Chuột phải vào máy in -> Printer Properties -> Tab Sharing -> Đánh dấu chọn Share this printer với tên chia sẻ (Share Name) ví dụ: Canon_LBP2900_GiaoVien.
  • Trên máy trạm cần in:
    • Nhấn Win + R, nhập đường dẫn mạng \\192.168.15.2 (IP máy chủ in) -> Nhấp đúp vào biểu tượng máy in chia sẻ -> Nhấn Install driver để hoàn tất kết nối.

5. Cấu hình chia sẻ Thư mục và Tinh chỉnh Firewall

  • Tắt tường lửa hoặc mở cổng chia sẻ file: Vào Windows Defender Firewall -> Chọn Turn Windows Defender Firewall on or off -> Thiết lập Turn off cho cả Private và Public Network (hoặc cấu hình Inbound Rules cho cổng TCP 445 SMB).
  • Phân quyền thư mục: Chuột phải vào Folder tài liệu -> Properties -> Sharing -> Advanced Sharing -> Chọn Share this folder -> Cấp quyền truy cập cho nhóm Everyone với quyền Read hoặc Full Control tùy yêu cầu bảo mật.

Kiểm thử và đánh giá hệ thống

Kịch bản kiểm thử (Test Scenarios)

  1. Kiểm tra thông tuyến nội bộ: Ping liên tục 100 gói tin ICMP giữa các máy tính trong cùng VLAN 10 và VLAN 15. Kết quả: 0% packet loss, độ trễ trung bình $< 1\text{ ms}$.
  2. Kiểm tra cách ly VLAN: Ping từ PC thuộc VLAN 20 (Phòng máy học sinh 192.168.20.5) sang PC thuộc VLAN 10 (Kế toán 192.168.10.2). Kết quả: Request timed out (Cách ly thành công hoàn toàn ở tầng 2).
  3. Đo kiểm thông lượng WAN: Kiểm thử tốc độ qua dịch vụ Speedtest trên đường truyền Super 200 FPT đạt 196.4 Mbps Download / 194.8 Mbps Upload.
  4. Kiểm thử chia sẻ tài nguyên: Thực hiện gửi lệnh in đồng thời từ 10 máy trạm phòng giáo viên tới máy in chia sẻ qua giao thức CAPT; hàng đợi (Print Queue) xử lý tuần tự trơn tru, không xảy ra lỗi tràn bộ đệm (Spooler Crash).
Mục tiêu ban đầu Kết quả triển khai thực tế Mức độ hoàn thành
Thiết lập đường truyền Internet cho 30+ người dùng Kết nối ổn định cho hơn 70 PC và 30+ thiết bị Wi-Fi qua DrayTek 2926 100%
Phân chia bảo mật phòng ban Tách biệt 4 VLAN logic trên switch Cisco Catalyst 2960 100%
Chuẩn hóa hệ điều hành máy trạm Cài đặt hoàn tất Windows 10 64-bit, Office và Antivirus 100%
Chia sẻ máy in và dữ liệu dùng chung Hoàn thiện chia sẻ File/Folder SMB và in ấn qua LAN 100%

Đổi mới và đóng góp

Cải tiến kỹ thuật nổi bật

  1. Kiến trúc mạng phân đoạn VLAN hóa linh hoạt: Khác biệt hoàn toàn với các mô hình mạng trường học truyền thống vốn dùng Switch không quản lý (Unmanaged Switch) tạo nên mạng phẳng dễ bị tấn công lây nhiễm mã độc (Worm, Ransomware), đồ án đã áp dụng kỹ thuật gán cổng (Port-based VLAN) trên dòng Cisco Catalyst 2960 doanh nghiệp.
  2. Tối ưu hóa tham số MTU trên DrayTek Vigor: Việc xác định chính xác thông số MTU 1438 thay vì để mặc định 1500 giúp loại bỏ hoàn toàn hiện tượng phân mảnh gói tin (Packet Fragmentation) trên giao thức PPPoE, giảm độ trễ truy cập dữ liệu học tập trực tuyến 20%.
  3. Mô hình chia sẻ tài nguyên phi máy chủ đắt tiền: Thay vì phải đầu tư máy chủ File Server chuyên dụng chạy Windows Server tốn kém chi phí bản quyền, đồ án áp dụng mô hình phân quyền Workgroup tối ưu hóa trên Windows 10, giảm thiểu 100% chi phí phần mềm máy chủ mà vẫn đáp ứng toàn diện nhu cầu lưu trữ nội bộ.

So sánh với các giải pháp hiện hành

Tiêu chí Giải pháp Mạng SOHO dân dụng Giải pháp Mạng Doanh nghiệp lớn (Enterprise) Giải pháp của Đồ án (Tối ưu cho THPT)
Chi phí đầu tư Rất thấp (< 5 triệu VNĐ) Rất cao (> 100 triệu VNĐ) Vừa phải, tối ưu ngân sách trường công lập
Bảo mật phân vùng Không có (Mạng phẳng) Rất cao (802.1X, Firewall cứng NGFW) Tốt (VLAN 802.1Q, Firewall tích hợp DrayTek)
Độ phức tạp vận hành Cực kỳ đơn giản Đòi hỏi kỹ sư CCNA/CCNP chuyên trách Dễ dàng bàn giao cho giáo viên tin học quản trị
Hiệu suất chịu tải Kém (Thường xuyên nghẽn mạng) Cực cao (Hàng nghìn kết nối đồng thời) Rất ổn định (Đáp ứng tốt 100-150 kết nối)

Ứng dụng thực tế và triển khai

Tình huống ứng dụng thực tế

  • Tổ chức thi trắc nghiệm tin học trực tuyến: 40 máy tính tại 2 phòng thực hành (VLAN 20) truy cập đồng thời vào hệ thống thi mà không làm gián đoạn việc truyền tải dữ liệu kế toán hay phát sóng trực tiếp tại phòng truyền thông (VLAN 10).
  • Hội nghị truyền hình và họp trực tuyến: Phân vùng Wi-Fi (VLAN 22) kết hợp bộ phát UniFi UAP AC LR cung cấp đường truyền ổn định, không giật lag cho các buổi sinh hoạt chuyên môn tại Hội trường và Thư viện.
  • In ấn giáo án tập trung: Giáo viên tại bất kỳ vị trí nào trong phòng sinh hoạt chung (VLAN 15) đều có thể gửi tài liệu đến cụm 4 máy in văn phòng mà không cần cắm USB chuyển dữ liệu thủ công.

Phân tích chi phí và hiệu quả đầu tư (Cost-Benefit Analysis)

  • Tiết kiệm thiết bị ngoại vi: Thay vì mua 15 máy in cho 15 máy tính phòng giáo viên (ước tính 30.000.000 VNĐ), việc chia sẻ 4 máy in qua LAN giúp tiết kiệm hơn 20.000.000 VNĐ ngân sách mua sắm.
  • Tối ưu chi phí bảo trì: Giảm 80% thời gian xử lý sự cố mạng của cán bộ quản trị nhờ việc khoanh vùng lỗi theo từng VLAN độc lập.
Lộ trình triển khai dự án (Implementation Roadmap):
[Tuần 1: Khảo sát & Lập sơ đồ] ──> [Tuần 2: Mua sắm & Kéo cáp UTP] ──> [Tuần 3: Cấu hình Router/Switch] ──> [Tuần 4: Test & Bàn giao]

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Chưa có hệ thống quản lý định danh tập trung: Việc quản lý người dùng và chia sẻ tài nguyên vẫn dựa trên mô hình Workgroup; khi thay đổi mật khẩu hoặc phân quyền phải thao tác trực tiếp trên từng máy trạm.
  • Cấu hình tắt Password Sharing: Việc tắt tính năng yêu cầu mật khẩu khi chia sẻ file mạng LAN giúp người dùng thao tác dễ dàng nhưng tiềm ẩn rủi ro nếu có thiết bị lạ xâm nhập vào mạng nội bộ.
  • Switch phòng ban là Unmanaged: Các switch nhánh như Cisco SG95D-08 là dòng switch không quản lý, chưa hỗ trợ cấu hình VLAN trực tiếp tại từng cổng của switch nhánh.

Hướng phát triển trong tương lai

  1. Triển khai máy chủ Windows Server 2022 Active Directory: Xây dựng Domain Controller để quản lý tài khoản giáo viên và học sinh tập trung, áp dụng Group Policy Objects (GPO) để khóa cổng USB và quản lý chính sách bảo mật tự động.
  2. Nâng cấp giải pháp DHCP Server đa dải mạng: Cấu hình DHCP Relay Agent trên Switch Layer 3 hoặc Router DrayTek để tự động cấp phát IP cho từng VLAN riêng biệt, giảm thiểu thao tác đặt IP tĩnh thủ công.
  3. Tích hợp hệ thống giám sát và Firewall chuyên sâu: Triển khai giải pháp tường lửa mã nguồn mở pfSense hoặc FortiGate để lọc nội dung độc hại, chặn học sinh truy cập mạng xã hội trong giờ học.

Đối tượng hưởng lợi

  • Học sinh và Sinh viên ngành CNTT: Tài liệu tham khảo thực tế về quy trình khảo sát, bấm mạng, cấu hình switch Cisco, cấu hình router DrayTek và xử lý sự cố mạng cơ bản.
  • Quản trị viên mạng trường học (Network Admins): Bản thiết kế mẫu (Blueprint) chuẩn mực để áp dụng trực tiếp cho các trường THPT, THCS hoặc các doanh nghiệp quy mô vừa và nhỏ (SMEs).
  • Ban Giám hiệu nhà trường: Nâng cao hiệu quả quản trị, số hóa quy trình quản lý thi, điểm số và hồ sơ giáo viên một cách an toàn và tiết kiệm chi phí.
  • Giáo viên và Cán bộ văn phòng: Tối ưu hóa năng suất làm việc nhờ hạ tầng kết nối tốc độ cao và khả năng chia sẻ máy in, dữ liệu tức thì.

Câu hỏi thường gặp

1. Cần chuẩn bị những thiết bị phần cứng tối thiểu nào để triển khai hệ thống mạng này?

Hệ thống yêu cầu 01 Router Gateway chịu tải (DrayTek Vigor 2926 hoặc tương đương), 01 Switch Managed hỗ trợ 802.1Q VLAN (Cisco Catalyst 2960), các Switch nhánh 8-24 cổng (Cisco SG95D-08), thiết bị phát Wi-Fi doanh nghiệp (UniFi AP AC LR) và hệ thống dây cáp xoắn đôi Cat5e/Cat6 kèm đầu bấm RJ45 chuẩn T568B.

2. Giới hạn mở rộng (Scalability) của hệ thống này là bao nhiêu người dùng?

Với cấu hình DrayTek Vigor 2926 (chịu tải 50.000 NAT sessions) và Core Switch Cisco Catalyst 2960 24-Port, hệ thống đáp ứng mở rộng tối đa khoảng 150-200 thiết bị kết nối đồng thời. Khi vượt quá quy mô này, chỉ cần bổ sung thêm Switch Access và nâng cấp đường truyền WAN mà không cần thay đổi cấu trúc logic.

3. Tại sao khi chia sẻ máy in hoặc file trong mạng LAN thường gặp lỗi không tìm thấy máy chủ?

Nguyên nhân chủ yếu do tường lửa (Windows Defender Firewall) trên máy tính chủ đang chặn giao thức chia sẻ file/in ấn (cổng SMB TCP 445/139), tính năng Network Discovery đang bị tắt, hoặc hai máy tính nằm ở hai VLAN khác nhau nhưng chưa được định tuyến Inter-VLAN Routing.

4. Quy trình bảo trì hệ thống định kỳ bao gồm những công việc gì?

Bảo trì định kỳ bao gồm: Kiểm tra nhật ký hệ thống (System Logs) trên DrayTek Router, sao lưu file cấu hình (config.bin của DrayTek và file startup-config của Cisco Switch), vệ sinh tủ rack máy chủ, kiểm tra độ suy hao đầu bấm mạng RJ45 và quét virus trên các thư mục chia sẻ chung.

5. Chi phí đầu tư dự kiến và thời gian thu hồi vốn (ROI) của mô hình này?

Tổng chi phí thiết bị mạng và vật tư kéo cáp dao động khoảng 25 - 35 triệu VNĐ. Hệ thống mang lại ROI vô hình ngay trong năm đầu tiên thông qua việc tiết kiệm hơn 20 triệu VNĐ chi phí mua sắm máy in riêng lẻ và cắt giảm 50% chi phí bảo trì mạng phát sinh hàng tháng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Xây dựng hệ thống mạng LAN cho trường THPT" của sinh viên Bùi Thị Mơ đã giải quyết triệt để bài toán kết nối, an toàn thông tin và tối ưu hóa tài nguyên cho môi trường giáo dục phổ thông. Thông qua việc kết hợp chặt chẽ giữa nền tảng lý thuyết mạng máy tính (mô hình OSI, TCP/IP, công nghệ chuyển mạch) với thực tiễn triển khai cấu hình thiết bị chuyên dụng (Cisco Catalyst 2960, DrayTek Vigor 2926, Windows 10), công trình đã cung cấp một mô hình mạng LAN phân đoạn VLAN có tính ứng dụng thực tiễn cao, hiệu năng vượt trội và chi phí đầu tư hợp lý. Đây là nền tảng hạ tầng vững chắc giúp các trường THPT đẩy mạnh công cuộc chuyển đổi số trong công tác giảng dạy và quản lý giáo dục toàn diện.